随着现代电子信息技术的飞速发展,阵列天线广泛应用于无线通信、卫星导航、雷达等众多领域,自适应波束形成技术作为阵列天线的关键技术,可以使阵列天线的波束零陷对准干扰方向,实现抗干扰的目的。但当天线阵列的阵元数较少时,常规的波束形成算法性能受限于天线阵列的自由度。虚拟天线阵列可以构造虚拟阵元,对阵列进行扩展,增加阵列天线的自由度,提升阵列天线的抗干扰性能。因此,本文对基于虚拟天线阵列的波束形成算法进行研究,具体内容如下:(1)针对干扰功率起伏较大时,传统的波束形成算法无法抑制相干干扰的问题,研究了一种针对相干信号的抗干扰算法,该算法首先通过构造虚拟阵元,扩展了阵列维度,并对扩展后的阵列进行解相干处理。接着加强干扰子空间的占比,用于加深干扰方向的零陷。仿真结果表明,本文的改进算法能够在不降维的前提下抑制相干干扰,阵元数为M的均匀线阵,可以抑制M-1路相干干扰。当阵元数为五时,在四路相干干扰处形成的平均零陷深度为-82.69dB。(2)针对干扰出现扰动时,协方差矩阵锥化(Covariance Matrix Taper,CMT)算法在展宽干扰零陷的同时会造成零陷深度变浅的问题,研究了一种基于四阶累积量的零陷展宽算法,该算法通过重构阵列接收数据的四阶累积量矩阵,对其进行锥化运算,实现对干扰方向零陷的加深展宽。仿真结果表明,该算法可以同时加深展宽干扰方向的零陷,当阵元数为五时,在两路干扰方向形成的平均零陷深度为-86.37dB,在零陷深度为-60dB时,可将零陷展宽至2.94°。(3)针对干扰出现扰动时,LCSS(Linear Constraint Sector Suppressed)算法的零陷展宽性能受限于天线阵列自由度的问题,研究了一种基于共轭虚拟扩展的零陷展宽算法,该算法根据均匀线阵的结构特性,构造虚拟阵元,增加了天线阵列的自由度,因此可构造足够的线性约束来展宽所有干扰方向的零陷。仿真结果表明,该算法在干扰角度偏移时,也具有较好的输出性能。